临床研究中常用统计分析方法和选择

◦ 多变量分析方法 ◦ 如，线性相关，线性回归，Logistic回归，Cox回归、生存分析等
（三）资料类型
数值变量资料 无序分类变量资料 有序分类变量资料
－ 计量资料 － 计数资料 － 等级资料
数值变量：每一个观察对象都有一个数值，且大小差异有意义
例如，血红蛋白(g/L)，住院天数，产前检查次数，住院费用
3 43 男 A 10.93 异常 有效
4 59 女 B 14.67 异常 无效
…
…
…
108 54 男 B 16.80 正常 无效
（一）数值变量资料的描述
通过绘制直方图可以直观了解数据的分布
平均水平
平均水平
变异水平 偏态分布
近似正态分布
偏态分布形状
研究中，右偏态分布更常见，如住院时间，住院费用，病程等 左偏态分布较少见，如考生成绩有时呈左偏态分布
临床研究中，经常需要分析某些因素与疾病之间的关系，探 讨疾病的危险因素。这些通常会涉及到多变量分析。
实例7 欲研究治疗某病的改进法（传统药+辅药）与传统法（传统药）
在不同剂量下的疗效。将150例研究对象随机分成10组，每组15例； 每种剂量及每种疗法下观察15例。结果如下表：
资料特点：结果变量：是否有效，二分类（有效、无效） 两个影响因素：治疗方法、药物剂量
（一）研究设计
完全随机设计（成组设计）
--最常见，最易实施的实验设计方案 --将研究对象随机分配到几个组，然后做实验
配对设计(区组设计)
--将具有相似特征的研究对象配成对子，然后再将每个对子 的对象随机分配到两个组进行实验
--常见形式：同源配对（如样品一分为二） 异源配对（按性别、体重、年龄配对） 自身前后配对（试验前后的对比）
影响因素筛选—回归分析
统计学在医学科研中作用
统计学是进行医学科研的重要工具 满足统计学原则要求是保障医学科研科学性的前提 采用恰当的统计学方法是研究结论可靠、可信的前提 课题申报、论文撰写均有明确的统计学要求
二、合理选择统计方法的四个因素
研究设计 分析目的 资料类型 数据特征
（二）分析目的
对临床资料进行统计描述
◦ 描述性统计分析方法 ◦ 如，均数，中位数，标准差，百分比，频数分布等
估计总体参数
◦ 95%可信区间
对几组资料进行差异性检验
◦ 假设检验方法 ◦ 如，t检验，卡方检验，方差分析，秩和检验等
探讨变量之间的关系，或者自变量（影响因素） 对应变量（结果变量）的影响大小
资料特点：完全随机设计，计量资料，三组 不妥的方法：t检验 恰当的方法：方差分析
实例2 36只大鼠随机分为对照组、实验组1、实验组2三组，每组12
只，分别给予三种饲料，分别于10天、15天、20天、25天测 定大鼠体重，如下表。
资料特点：完全随机设计，计量资料，三组，重复测量 不妥的方法：每个时间点用t检验或方差分析 恰当的方法：重复测量的方差分析
实例3 72只小鼠随机分为3组，每组24只，进行实验，分别于试验
后1，3，5，7天处死小鼠6只小鼠，测定大脑中酪氨酸激酶B 的表达水平，如下表。
资料特点：计量资料，三组，重复测量? 析因设计? 不妥的方法：每个时间点用t检验，重复测量的方差分析 恰当的方法：3×4析因设计方差分析
实例4 两组手术病人，采用两种不同的镇痛方式（试验组、对照
资料特点：计数资料，两组，例数比较少 不妥的方法：卡方检验 恰当的方法：Fisher精确检验
实例6 两组病人，采用两种药物治疗，治疗疗效如下表。经卡方检 验，P=0.0570，差异无统计学意义。
资料特点：等级资料，两组 不妥的方法：卡方检验 恰当的方法：Wilcoxon秩和检验
五、变量间关系研究
假设检验及判别诊断
例子4：研究心肌梗死患者预后的影响因素，以是否发 生心性死亡作为观察结果指标，对116名心梗患者的22 个可能影响预后的因素进行观察和记录
结局指标：心性死亡 预后因素：年龄、性别、高血压病、心梗位置、心梗分级、
传导阻滞、溶栓治疗，….，等
哪些预后因素与发生心性死亡有关系？ 关系的强度如何？
2、常用计数资料假设检验方法
比较目的
应用条件
统计方法
样本率与总体率 n较小时
二项分布的直接法
的比较
np>5且n(1-p)>5 二项分布的Z检验
两个率或构成比 的比较（完全随 机设计）
np>5且n(1-p)>5 n>40且T>5 n>40且1<T<5
二项分布的Z检验 卡方检验 校正卡方检验
n<40或T<1
应用条件 n较大（任意分布） n较小，差值为正态 n较小，差值为非正态
统计方法 配对设计Z检验 配对设计的t检验 配对设计的秩和检验
多组资料的比较 正态分布，方差齐 （完全随机设计） 非正态分布，方差不齐
方差分析 秩和检验（H检验）
配伍资料的比较 （配伍设计）
正态分布，方差齐 非正态分布，方差不齐
配伍设计的方差分析 配伍设计的秩和检验 （Friedman检验）
方差齐性
◦ 方差是否齐同（相等） ◦ 粗略判断
两组标准差之比在2.5倍以上，就得警惕方差不齐
描述数值变量资料的常用指标
指标名称 均数（X） 中位数（M） 几何均数（G） 标准差(s) 四分位数间距 极差（R） 变异系数（CV）
适用的资料 正态分布或近似正态分布 偏态分布、分布未知、两端无界 对数正态分布、等比资料 正态分布或近似正态分布 偏态分布、分布未知、两端无界 观察例数相近的数值变量 比较几组资料间的变异大小
Fisher精确检验
2、常用计数资料假设检验方法（续表）
比较目的
应用条件
统计方法
配对四格表比较 （配对设计）
b+c >40 np>5且n(1-p)>5
配对卡方检验 校正配对卡方检验
多个率或构成比的比较 全部格子T>5
（完全随机设计）
或1<T<5小于25%
卡方检验
T<1或1<T<5超过25% Fisher精确检验
适用条件可根据数据特征来判断
• 数据的分布特征（正态、偏态） • 方差齐性 • 理论数大小 • 样本量大小
三、数据资料的描述
108例高血压患者治疗后临床记录
编号 年龄 性别 治疗组 舒张压 心电图 疗效
NO X1 X2 X3 X4 X5 X6
1 37 男 A 11.27 正常 显效
2 45 女 B 12.53 正常 有效
的可能性大 • 一般以0.05作为临界值来判断
（二）组间比较常用的假设检验方法
根据资料类型选择
计量资料的假设检验
• t检验、F检验（方差分析）、Z检验、秩和检验 （Wilcoxon秩和检验、H检验、Friedman检验）等
计数资料的假设检验
• 卡方检验、Z检验等
等级资料的假设检验
• 秩和检验（Wilcoxon秩和检验、H检验、Friedman 检验）
3、常用等级资料假设检验方法
比较目的 两组比较（完全随机设计） 多组比较（完全随机设计） 配伍设计 配对设计
统计方法
Wilcoxon秩和检验 秩和检验（H检验） 秩和检验（Friedman检验） 符号秩和检验
几个例子
实例1 30只大鼠随机分为A、B、C三组，每组10只，分别给予三
种药物，5天后测定某指标值如下表。
组），于手术后24小时测定血清中的IL-6，结果如下表。
资料特点：计量资料，两组，标准差相差比较大(方差不齐) 不妥的方法：t检验 恰当的方法：t’检验 或者 Wilcoxon秩和检验
实例5 两组病人，采用两种药物治疗，治疗疗效如下表。经卡方
检验，P=0.0486，差异有统计学意义。因此可以认为试验组 的疗效比对照组的疗效好。
不妥的方法：卡方检验或Fisher精确检验 恰当的方法：多因素分析中的Logistic回归分析
谢谢！
（一）研究设计
析因设计
--同时研究多个实验因素对结果的影响 --例如，研究药物剂量(3mg、6mg)及给药方式(口服、肌注) 对结果的影响，每种组合均需要做试验(3mg+口服，3mg+肌 注， 6mg+口服，6mg+肌注)，为2×2析因设计
重复测量设计
--同一对象在不同时间点上进行某个指标的观测，以分析该 指标在时间上的变化。 --临床上很常见的一类资料
无序分类：指类别或属性间无顺序、程度之分
例如，性别（男、女）为二分类 血型（A、B、AB、O）为多分类
有序分类：指类别间存在着次序，或程度上的差异。
例如，治疗效果：无效、好转、显效、治愈 实验室检验：–、+、++、+++
（四）数据特征
任何统计方法都有自己的适用条件，只有当某个或某些条 件满足时，统计计算公式才成立
1、常用计量资料的假设检验
比较目的
应用条件
样本与总体比较
n较大 n大小均可
两组资料的比较 （完全随机设计）
n较大
n较小,正态分布,方差齐 n较小,非正态分布,方差不齐
统计方法 Z检验 t检验 Z检验
t检验 Wilcoxon秩和检验 t’检验
1、常用计量资料的假设检验（续表）
比较目的 配对资料的比较 （配对设计）
假设检验出发点是：
• 判断样本之间差异由什么原因造成的
样本数据间的差异有两种原因所致
• 样本来自同一总体，差异因抽样误差所引起 • 样本来自不同总体，差异因不同总体所引起
假设检验以P值大小作为推断依据
• P值大，表示差异由抽样误差引起可能性大 • P值小，表示差异由抽样误差引起可能性小，即由总体不同引起
中位数
平均水平
偏态分布 变异水平
P25，P75 四分位数间距
均数
平均水平
近似正态分布
标准差
论文中最常用组合
正态分布或近似正态分布:
均数 与 标准差
偏态分布或未知分布
中位数 与 P25、P75（四分位数间距）
（二）分类变量资料的描述
通常需要描述各个类别的频数及频率（百分比）
108 名高血压患者的疗效
疗效 频数 百分比(%)
治愈 46
42.6
显效 29
26.9
有效 18
16.7
无效 15
13.9
二维频数表
A、B 两组高血压患者疗效比较
组别 治愈 显效 有效 无效 合计 A 29 17 6 4 56 B 17 12 12 11 52
研究中通常需要列出二维频数表
四、数据资料的组间比较
（一）组间比较采用技术----假设检验
例子3：为鉴别胃癌、胃炎、非胃病患者，各测定了50 名对象的铜兰蛋白等指标，其中铜兰蛋白的观察结果如 下:
胃癌 228 235 143 187 250 … 胃炎 100 153 178 143 200 … 非胃病 98 123 170 100 120 …
问：三种人的铜兰蛋白有无不同？ 能否根据测定的铜兰蛋白数据对患者进行初步诊断？
临床研究中常用统计分析 方法和选择
主要内容
统计学方法有什么用？ 合理选择统计方法的四个因素 数据资料的描述 数据资料的组间比较 变量间关系研究
一、统计学方法有什么用？
一张关于统计学的图 片
几个例子
例子1：一研究者宣布找到一种治疗某病的新药， 试验的结果如下：
药物 新药 安慰剂
例数 60 50
有效 42 25
有效率 70% 50%
该新药是否值得推广？
假设检验及临床优效性检验
例子2：英国某年全人口统计资料
英格兰和威尔士
Leabharlann Baidu移民
年龄 分组
人口 (千人)
发病数
发病率 (10 万)
人口 (千人)
发病数
发病率 (10 万)
0~
1900
1406
74.0
5~
3100
186
6.0
26
21
80.8
30
2
6.7
15~
9400
1786
19.0
127
27
21.3
45~
4900
7350
150.0
25
42
168.0
65~
2000
17400
870.0
5
48
960.0
合计
21300 28128
132.1
213
140
65.7
矛盾：移民组的发病率在各个年龄组均高于英格兰和威尔 士组，为什么它的合计发病率反而低？
分析中混杂因素的控制